Das InterPlanetary File System (IPFS) ist ein Peer-to-Peer-Protokoll des Web 3.0, das die Art und Weise, wie digitale Dateien weltweit verbreitet werden, grundlegend verändern soll. Das IPFS-Protokoll beruht auf Dezentralisierung und setzt auf sein kollaboratives Netzwerk, um eine Alternative zum traditionellen Web 2.0 zu bieten.
Was ist das IPFS-Protokoll?
Um zu erklären, was das InterPlanetary File System (IPFS)-Protokoll ist, ist ein Blick in die Vergangenheit notwendig, um zunächst zu verstehen, warum es geschaffen wurde.
1991 erfand Tim Berners-Lee das HyperTest Transfer Protocol (HTTP) und damit den Beginn des World Wide Web, wie wir es kennen. Wir alle sind mit HTTP vertraut, da wir es jeden Tag beim Surfen im Web verwenden. Mit der Zeit wurde Kritik an HTTP laut, insbesondere an der massiven Zentralisierung von Daten in Rechenzentren, die rund um die Uhr laufen müssen.
Dies belastet die Server stark und macht sie anfällig für Abstürze und Denial-of-Service-Angriffe (auch bekannt als DDOS). Die Folgen können verheerend sein: Datendiebstahl, Datenlecks oder sogar der Verlust von Daten. Die Kosten, um sich vor solchen Angriffen zu schützen, steigen im Laufe der Zeit immer weiter an.
Dreiundzwanzig Jahre später, im Jahr 2014, begann Juan Benet, CEO von Protocol Labs, mit seinem Team das IPFS-Protokoll zu entwickeln. Was ihn zur Entwicklung dieses Protokolls veranlasste, war der Versuch, das HTTP-inhärente Problem zu lösen, genauer gesagt, die Lücken im traditionellen Web mit Hilfe neuer Technologien zu schließen.
IPFS (Dezentralisierung) und HTTP (Zentralisierung)
IPFS ist also ein dezentralisiertes Peer-to-Peer-Protokoll, dessen Ziel es ist, das Web schneller, sicherer, offener und billiger für die Speicherung zu machen. Es wurde entwickelt, um auf mehreren Knoten (Servern) alle Arten von Daten zu speichern: Dateien, Webseiten, Anwendungen oder auch Metadaten von nicht fungiblen Token (NFTs). Auf diese Weise könnte das IPFS-Protokoll das HTTP des Web 3.0 werden.
In der Tat werden Daten in Zukunft in allen Gesellschaftsschichten eine immer wichtigere Rolle spielen. Die Regierungen wissen das, was sich in der Haltung der Europäischen Union zu diesem Thema widerspiegelt. In einem Bericht aus dem Jahr 2020 mit dem Titel „A European strategy for data“ (Eine europäische Strategie für Daten) beschreibt der Ausschuss des Europäischen Parlaments detailliert die immensen Herausforderungen, die die künftigen datengestützten Volkswirtschaften mit sich bringen, sowie die Strategie, die die Europäische Union entwickeln muss, damit sie nicht hinter China oder den USA zurückbleibt.
Die Revolution der datengestützten Volkswirtschaften
So werden die Technologien zur Datenspeicherung zu einem wesentlichen Pfeiler dieser neuen Revolution, die sich vollzieht. In diesem Zusammenhang ist die Analyse des IPFS-Protokolls besonders interessant.
Wie funktioniert IPFS?
Nehmen wir ein Beispiel zur Funktionsweise von IPFS anhand des Hostings von Webseiten.
Die Internetseite todayscrypto.news.
Wenn Sie die URL https://www.todayscrypto.news/ in die Suchleiste eingeben, sendet der Browser eine Anfrage an einen Computer, der als Webserver fungiert, um die angeforderte Website anzuzeigen. Normalerweise befindet sich der Server an einem einzigen Ort, was als Zentralisierung bezeichnet wird.
Es könnte aber auch eine andere Möglichkeit geben, auf die Website von Today’s Crypto News zuzugreifen. Die Seite könnte nämlich über das IPFS-Protokoll gehostet werden. Die URL würde dann in etwa so aussehen: /ipfs/Eza3eFeHjht6yefJvdgfd5fkr4fgidFfDSze/todayscryptonews.html.
Um die Seite zu sehen, müsste man dort z. B. https://ipfs.io am Anfang des Links einfügen.
Der Teil der URL mit dieser Ansammlung von Buchstaben und Zahlen „Eza3eFeHjht6yefJvdgfd5fkr4fgidFfDSze“ identifiziert den Inhalt. Dies ist der kryptografische Hash, er ist einzigartig für den Inhalt und dauerhaft. Man könnte ihn mit der Adresse eines Wallets vergleichen. Natürlich bietet IPFS einen Dienst an, der es ermöglicht, den Domainnamen umzubenennen, damit er verständlich ist.
Umbenennen einer URL auf IPFS
Das ist der grundlegende Unterschied zum Web, wie wir es kennen. Während die URL eine Anfrage dorthin sendet, wo sich der Server befindet, adressiert das IPFS-Protokoll eine Datei über ihren Inhalt.
Um eine vom IPFS-Protokoll gehostete Website zu besuchen, sendet Ihr Computer eine Anfrage an mehrere Computer auf der ganzen Welt. Jeder Computer, der das IPFS-Netzwerk nutzt, könnte derjenige sein, der die Anfrage beantwortet und die Dateien teilt, die zum Anzeigen der Website Today’s Crypto News benötigt werden. Jeder Nutzer kann zu einem Server für das IPFS-Protokoll werden, ähnlich wie die Knoten in der Welt der Blockchain.
Aber das IPFS-Protokoll geht noch weiter, denn es ermöglicht das Speichern jeder Art von Datei. Ein Dokument, eine E-Mail, eine Datenbank, eine Anwendung und vieles mehr. Dies funktioniert auf ähnliche Weise.
Wie Sie verstanden haben, sprechen wir hier von einem dezentralisierten Internet, in dem alle Dateien nicht von einer einzigen Instanz verwaltet werden, sondern von allen Teilnehmern des Netzwerks.
Die Rollen von IPFS bei der Dezentralisierung von NFTs
Es ist möglich, NFTs vollständig dezentral zu machen, indem man ihre Metadaten auf IPFS speichert. Konkret bedeutet dies, dass die Sicherheit von NFTs, deren Metadaten im Netzwerk gespeichert werden, sowie ihre langfristige Haltbarkeit gewährleistet werden.
Für eine NFT ist es besonders interessant, dezentralisiert zu sein, da ihr Wert gerade aus ihrer Einzigartigkeit resultiert. Wenn man also die Metadaten seines NFT auf IPFS speichert, ist seine Unveränderlichkeit garantiert.
Opensea, der größte Marktplatz für NFTs, hat im Sommer 2021 die Möglichkeit eingeführt, die Metadaten eines NFTs „einzufrieren“. Diese Funktion ermöglicht es den Erstellern von NFTs, ihre Metadaten auf IPFS zu speichern.
Es ist möglich, die Metadaten seiner NFT direkt mithilfe der Pinata-Anwendung zu speichern. Dieser Dienst, der das IPFS-Protokoll verwendet, soll das Speichern, Teilen und Verwalten von NFTs für jedermann zugänglich machen. Mehr als 22 Millionen NFTs wurden dort bereits gespeichert.
Wie man das IPFS-Protokoll verwendet?
Um Dateien im Netzwerk zu speichern, ist der einfachste Weg, IPFS Desktop Application von GitHub zu installieren.
Diese Anwendung mit vereinfachter Benutzeroberfläche fungiert als Kontrollpanel für den Zugriff auf das Netzwerk des IPFS-Protokolls. Die Anwendung ermöglicht es unter anderem, einen Knoten einzurichten, Dateien in das Netzwerk zu importieren oder das Netzwerk zu durchsuchen.
Übersicht über die Benutzeroberfläche der IPFS Desktop Application
Die dezentralen Web-Vorteile des IPFS-Protokolls
Ein robusteres Internet
Weiterhin am Beispiel von Today’s Crypto News: Wenn jemand einen Angriff auf seine Webserver startet oder seine Server ausfallen, würde die Website von Today’s Crypto News nicht mehr auf die Anfrage reagieren.
Dies ist ein inhärentes Risiko des Internets, wie wir es kennen. Erst im März 2021 gab es einen Brand im OVHcloud-Zentrum in Straßburg, der gigantische Auswirkungen hatte: Millionen von Websites reagierten nicht mehr. Die Folgen waren katastrophal, Dienstunterbrechungen, Datenverlust und es betraf sowohl Unternehmen als auch den öffentlichen Dienst.
Eine auf dem IPFS-Protokoll gehostete Website würde dieses Risiko ausschließen. Denn da die Daten von allen Teilnehmern des Netzwerks verteilt werden, würde die Site selbst dann noch reagieren, wenn einige Server Feuer fangen würden, da die Daten immer noch von anderen Teilnehmern verteilt werden. In ähnlicher Weise garantiert dies die Verfügbarkeit aller Arten von Daten, die auf IPFS gespeichert sind. Dies ist der interessanteste Vorteil des dezentralisierten Webs.
Ein Internet, das schwer zu zensieren ist
Aufgrund der inhärenten Natur eines dezentralen Webs können Dateien, die auf dem IPFS-Protokoll gehostet werden, von überall her kommen. Das macht es für Unternehmen, Regierungen oder jeden, der Inhalte gezielt zensieren oder blockieren möchte, viel schwieriger.
Traditionell wird Druck auf die Entität ausgeübt, die den besagten Inhalt hostet, um ihn zu zensieren oder zu blockieren. Durch die dezentrale Natur des IPFS-Protokolls wird dies verhindert. Natürlich kann dies auch dazu führen, dass illegale Inhalte gehostet werden, was eine berechtigte Sorge ist, doch ist es für technisch versierte Behörden bei IPFS recht einfach, die Personen, die die Inhalte hochgeladen haben, ausfindig zu machen.
Für die Teilnehmer des Netzwerks besteht kein Risiko, versehentlich illegale Inhalte zu speichern, da die Teilnehmer auswählen, was sie speichern.
Ein schnelleres Internet
Dies ist eine Eigenschaft des IPFS-Protokolls, die besonders an Orten mit nicht sehr schnellen Internetverbindungen interessant ist. Denn eine Datei von einer Person abrufen zu können, die sich geografisch in der Nähe befindet, ist schneller, als wenn sie sich am anderen Ende der Welt befindet.
Es macht also Sinn, wenn Personen in der gleichen Branche das IPFS-Protokoll verwenden. Sie hätten also viel schnelleren Zugriff auf Dateien als über das traditionelle Web.
Projekte, die das IPFS-Protokoll verwenden
Wie Sie verstanden haben, ist das IPFS-Protokoll kollaborativ. Seine breite Einführung ist daher entscheidend, um sein volles Potenzial auszuschöpfen. Wenn niemand IPFS nutzt, um die dort gehosteten Dateien gemeinsam zu nutzen, kann es nicht funktionieren. Zum Zeitpunkt des Schreibens dieser Zeilen werden 4.912 Websites über das Protokoll gehostet.
Es ist wichtig zu beachten, dass das IPFS-Protokoll selbst nicht auf Kryptowährungen basiert. Es kann jedoch für viele Projekte dieses Ökosystems genutzt werden.
Das Filecoin-Projekt (FIL) ist das Herzstück des IPFS-Protokolls und der Marktführer im Bereich der dezentralen Cloud-Speicherung. Es ist unmöglich, das IPFS-Protokoll zu analysieren, ohne Filecoin zu erwähnen, da sie sich so gut ergänzen. Da es ebenfalls von Protocol Labs entwickelt wurde, verwaltet das Unternehmen beide Technologien gleichzeitig. Filecoin ist eine Blockchain, die vollständig auf dem IPFS-Protokoll erstellt wurde, auf dem die Daten der Nutzer gespeichert werden.
Hier ist eine Liste anderer wichtiger Projekte, die IPFS verwenden:
- Decentraland (MANA), ein 3D-Metacenter, dessen Daten über das IPFS-Protokoll gespeichert werden ;
- P
- Request (REQ), eine Plattform zum Bezahlen von Rechnungen mit Kryptowährungen. Dieses Projekt speichert die Transaktionsdaten seines Netzwerks auf IPFS ;
- Uniswap (UNI), eine dezentralisierte Börse, die ihre Website auf IPFS hostet;
- Audius (AUDIO), eine Musik-Streaming-Plattform, die ihre Musik auf IPFS hostet ;
- Iota, dessen Ziel es ist, die Kryptowährung für das Internet der Dinge (Internet of Things, IoT) zu werden. Es ermöglicht die Speicherung von Daten auf IPFS ;
- TheGraph (GRT), ein Indexierungsprotokoll für die Abfrage von Blockchains. Es ermöglicht die Erstellung von APIs zur Indexierung von auf IPFS gespeicherten Daten ;
- Brave (BAT), dessen Internetbrowser eine native Unterstützung des IPFS-Protokolls enthält;
- Livepeer (LPT), eine Plattform, die das Streaming von Videos über das IPFS-Protokoll ermöglicht;
- Auch viele Projekte, die nichts mit Kryptowährungen zu tun haben, verwenden IPFS, der Opera-Browser zum Beispiel hat es nativ integriert.
Die Hindernisse für die Demokratisierung des IPFS-Protokolls
Trotz der unbestreitbaren Qualitäten des IPFS-Protokolls gibt es immer noch Hindernisse.
Wie so oft bei Innovationen in den frühen Stadien ist das IPFS-Protokoll nicht sehr benutzerfreundlich. Nur die technikaffinsten Menschen werden das nötige Wissen und den Wunsch haben, ihre eigenen Knoten einzurichten, um Daten zu hosten und somit am Funktionieren des Netzwerks teilzunehmen. Dies stellt ein Problem für die Erweiterung des IPFS-Protokolls dar.
Ein weiterer interessanter Punkt ist der Anreiz, sich am Netzwerk zu beteiligen, d. h. seinen Knoten (Server) zu unterhalten, um Dateien mit anderen Nutzern zu teilen. Es gibt kein wirtschaftliches Anreizmodell, d. h. ein Server kann die von ihm gespeicherten Dateien einfach löschen, wenn er sich dazu entschließt, und wenn andere Knoten diese Dateien nicht hosten, können sie eventuell verloren gehen.
Diese Punkte sind jedoch zu relativieren, da Protocol Labs, die Firma, die das IPFS-Protokoll entwickelt, auch hinter Filecoin steht. Alles deutet darauf hin, dass diese beiden Projekte zwei Seiten derselben Medaille sind. Die Blockchain von Filecoin speichert Daten im IPFS-Netzwerk, wodurch sie das wirtschaftliche Anreizmodell zur Datenspeicherung mit ihrer Kryptowährung FIL bietet und die Verfügbarkeit der Daten im Laufe der Zeit garantiert.
IPFS und Filecoin, zwei sich ergänzende Projekte
Die Unmöglichkeit, Inhalte, die über das IPFS-Protokoll gehostet werden, zu zensieren, ist eine zweischneidige Besonderheit und könnte für einige Nutzer ein Problem darstellen. Denn Hassreden, das Teilen von illegalen Inhalten und vieles mehr könnten nicht zensiert werden.
Das IPFS-Protokoll ist, wie wir gesehen haben, ein Netzwerk mit einer ehrgeizigen Vision mit einer neuen Infrastruktur für ein dezentralisiertes Internet. Wenn es ihm gelingt, seine Nutzung einfacher zu gestalten und die Massen zu überzeugen, könnte das Protokoll seine Ziele in Zukunft erreichen.
